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实战攻略:三种磁盘阵列RAID可靠性分析

    【IT168 专稿】廉价冗余磁盘阵列(Redundant Array of Inexpensive Disks,RAID)是将一堆磁盘通过相关的技术连接起来,构成逻辑上的空间。RAID可以使诸多磁盘驱动器同时传输数据,在逻辑上它们又是一个磁盘驱动器,用RAID可以使单个的磁盘驱动器提高数倍的速率。因此,RAID技术正在变成支持文件共享、邮件交换和web服务器等关键性服务的计算机系统所必备的一项标准功能。

    磁盘阵列根据RAID控制器采用的工作模式和算法不同有不同的级别,因而具有不同的可靠性和性能。目前,常用的磁盘阵列有RAID0、RAID1、RAID0+1、RAID3、RAID5、RAID6和RAID10等。这里将分析其中的RAID0,RAID3和RAID10三种磁盘阵列的可靠度。

一、磁盘阵列可靠度模型和可靠性值

    1、磁盘阵列可靠度模型
    一个磁盘阵列可以有包含多个不同的RAID级和磁盘容量,为简化模型,这里仅讨论基于8个相同RAID级硬盘驱动器组成的磁盘阵列,所有计算均假设在百分之百运转情况下3年内可靠性可以达到0.90的40 GB硬盘驱动器。

    2、RAIDO的可靠性值
    磁盘阵列RAID0的结构图如图1所示,图中的磁盘阵列RAID0由8个磁盘组成,因此磁盘阵列的可靠性值就是每一个单独的硬盘驱动器的可靠性的乘积。
 


    由图l可知,1个磁盘阵列RAID0的可靠性值

 

 

 

RRAIDSET=

    根据前面的假设,一个单独的硬盘驱动器的可靠性值RHDD09,则8个磁盘组成的RAID0磁盘阵列的可靠性值

 

 

 

RRAIDSET= =0.98=0.4305

 

 

 

计算表明,在3年内没有任何数据损失的可能性是43%,而发生数据损失的可能性是:

 

 

 

100-43=57

    3、RAID3的可靠性值  

 

RAID3属于并行访问磁盘阵列,其结构如图2所示。在RAID3中,使用了专门的磁盘存放所有的校验值,并把数据分散到剩余的磁盘上,因而RAID3需要至少3块盘阵来运行。

    RAID3是使用专门校验盘的并行访问,其性能优势依赖于缓存技术和更高的磁盘转速。整个RAID 3系统只需要个校验盘,就可以使硬盘的利用率提高。 

    RAID3可以承受在由n个硬盘驱动器组成的磁盘阵列中的个硬盘发生故障,例如:如果奇偶校验硬盘发生故障,其余用作存储数据用的硬盘不会被影响,但是冗余信息将丢失,如果其中一个数据硬盘发生故障,RAID控制器使用剩余的数据硬盘,并且奇偶校验硬盘重新计算丢失的数据,系统性能将有稍微的降低直到发生故障的硬盘驱动器被恢复,但是不会有数据丢失。如果在发生故障的硬盘恢复以前另一个硬盘发生故障,那么RAID组件内的所有的数据将会丢失。
   

 

 

 

 

2中,配置了n块硬盘驱动器的RAID3的可靠性值

 

 

 

RRAIDSET= RHDDj(1-RHDD)(n-j)

 

 

 

因此,当配置了3块盘阵(共有8个相同RAID级硬盘驱动器,1个作为奇偶校验硬盘,7个作为数据盘)时,可靠性值

 

 

 

RRAIDSET= RHDD7(1-RHDD)(8-7)=0.813104

 

 

 

计算表明,3年内没有任何数据损失的可能性是81%。因此,发生数据损失的可能性是:

 

 

 

100-81=l9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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